有关化学方程式的计算 （一）网上课堂 [本讲主要内容]——Ⅰ 有一种反应物过量的计算 [学习指导] 物质之间能否发生化学反应，决定于反应物的化学性质。如果能发生化学反应，就必须有相应对应的数量关系，这就是我们常说“定性和定量”的粗浅含义。从一个正确方程式的化学计量数上表示出来的“数量”是最理想的数量关系，而在实际生产上，有许多的实际的客观条件，往往不能把反应物完全转化成产物。在一般情况下，为了使反应有效地进行，把来源丰富、价钱低廉的原料（反应物）过量投入，而使另一种反应物全部参加反应。所以当两种物质彼此进行化学反应，两种物质的数量（包括质量、物质的量、气体的体积，溶液的浓度，体积等）已知，你必须以化学方程式为依据，先判断哪种反应物是过量的，再用不过量的（习惯叫“欠量”）的那种物质为基准，进行方程式的正比例计算。 [例题精析] 1．将8.8克FeS固体置于2.0mol·L-1的盐酸中，以制备H2S气体。反应完全后，若溶液中H2S的浓度为0.10mol·L-1，假定溶液体积不变，试计算： （1）收集到的H2S气体的体积（标准状况）。 （2）溶液中Fe2+和H+的物质的量浓度？ 分析：两种反应物的量都给出，必须先判断它们彼此之间是恰好完全反应呢，还是有过量问题。然后再进行求解计算。 解：设与8.8gFeS反应的HCl物质的量为n FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑ 88g 2mol 8.8g n
n=0.20mol ∵0.20<2.0×0.20 ∴盐酸过量，以FeS为基准进行计算 （1）n(FeS)=
共生成n(H2S)=0.10mol，在溶液中溶解的物质的量=0.10mol/L×0.20L=0.020mol能收集到H2S体积（标况）=22.4L·mol-1×(0.10mol-0.02mol)=1.8L （2）生成n(Fe2+)=0.10mol，其浓度为：C(Fe2+)
反应中消耗掉的n(H+)=2n(H2S)=0.20mol 留在溶液中的n(H+)=2.0mol·L-1×0.20L-0.20mol=0.20mol C(H+)=
注：溶液中除了未参加反应的HCl之外，还有溶解在其中的0.10mol/L的H2S，由于H2S的电离能力很小，而且又在强酸中，电离能力在原来小上又变得更小，所以它电离出微量的H+不作考虑。 2．在密闭容器中，放入碳酸铵和氢氧化钠固体共A克，将容器加热至200℃，经充分反应后，排出其中的气体，冷却称得剩余固体的质量为B克。问容器内碳酸铵和氢氧化钠各多少克？ 分析：容器内可能发生的反应 (NH4)2CO3+2NaOH
2NH3↑+2H2O↑+Na2CO3 ① (NH4)2CO3
2NH3↑+2H2O↑+CO2↑ ② 解：（1）当两者恰好完全反应时 (NH4)2CO3+2NaOH
Na2CO3+2NH3↑+2H2O↑ 96 80 1O6 176 A B

m[(NH4)2CO3]=
m(NaOH)
（2）当NaOH过量，只发生①，(NH4)2CO3为欠量，先求(NH4)2CO3的质量。设其质量为x 计算关系式(NH4)2CO3——2(NH3+H2O) 96 70 x A-B
m[(NH4)2CO3]=
m(NaOH)
（3）当(NH4)2CO3过量，发生①②两个反应，但是从②方程式上看，(NH4)2CO3完全分解无固体产物。所以还以①式计算，NaOH为欠量，先计算它的质量。 设NaOH质量为y 计算关系式 2NaOH——Na2CO3 80 106 y B
m(NaOH)
m[(NH4)2CO3]=
[主讲内容]——Ⅱ 关于多步反应的计算 [学习指导] 多步反应是指从原料获得所需要的产物要经过多步反应才能获得的一类反应。解题关键，选好“中介”物质，用“中介”架起原料和产品的立交桥——计算的关系式。推导关系式时，千万不能在“化学计量数”上有谬，否则全功尽弃。 [例题精析] 3．实验室用废铜屑（纯铜）制取硫酸铜时，先把铜屑焙烧成氧化铜，再跟废硫酸反应，然后将生成的硫酸铜溶液蒸发，冷却结晶析出硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）。现有2Kg铜屑，经焙烧与足量的硫酸反应，可得到多少千克的硫酸铜晶体？ 分解：这是个属于典型的多步反应计算，先推导计算关系式 步骤1:写出所发生的各步反应方程式 2Cu+O2
2CuO CuO+H2SO4==CuSO4+H2O CuSO4+5H2O==CuSO4·5H2O 步骤2：选好中介物，分别是CuO和CuSO4 步骤3：确定反应物，中介物，产物之间的量的关系 2Cu——2CuO——2CuSO4——2CuSO4·5H2O 步骤4：建立反应物与生成物之间的计算关系式并进行计算 计算关系式：Cu————CuSO4·5H2O 解：设生成CuSO4·5H2O质量为x Cu——CuSO4·5H2O 64 250 2kg x
x=7.8kg 答：可生成7.8kg硫酸铜晶体 4．实验室用NaCl和足量的浓硫酸强热制取HCl气体；把HCl溶于水生成浓盐酸，再用所生成的盐酸与足量的二氧化锰作用（假设浓盐酸全部参加反应，未挥发）来制取氯气；然后再用所得到的氯气从足量的溴化钠溶液中置换出溴。问：要置换出24g溴，最少需要多少克NaCl与硫酸反应？ 分析：中间要经过三步反应，不能分步计算，那样太麻烦。要寻出正确的计算关系式。 2NaCl+H2SO4
Na2SO4+2HCl↑ 4HCl+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O Cl2+2NaBr==2NaCl+Br2 4NaCl——4HCl——Cl2——Br2 计算关系式 4NaCl——Br2 解：设制得24克Br2，最少需要NaCl质量是x 4NaCl——Br2 4×58.5 160 x 24g
答：要制得24克Br2，最少需要35.1gNaCl。 （二）网上能力训练题 [基础性训练题] 一．选择题 1．已知反应2NO+O2=2NO2，但使NO和O2的混合气体30克充分反应，得到23克二氧化氮，则原混合气体中一氧化氮和氧气的质量比为（ ） A．11:4 B．15:8 C．15:23 D．1:1 2．将CO2通入含有11.1克氢氧化钙的石灰水中，需得到5克沉淀，则需通入二氧化碳的质量是（ ） A．2.2克 B．6.6克 C．4.4克 D．11克 3．将H2S、SO2、SO3各0.01mol，依次溶解于1L水中，则最后得到的溶液具有（ ） A．中性，漂白性 B．酸性，漂白性 C．只有酸性 D．只有漂白性 4．在常温常压下，将aL SO2和bL H2S混合，当反应后气体体积是反应前气体体积的
时，则a与b之比是（ ） ①1:1 ②1:2 ③1:3 ④2:1 A．① B．②③ C．③④ D．①③ 5．将m克CaCO3与n克KHCO3，分别加入100ml 0.5mol·L-1盐酸中，若反应后两种溶液的质量相等，则m与n的关系是（ ） A．m=n≤2.5 B．m=n>2.5 C．m=n≥5 D．m1 D．n(Cl2):n(H2)≤1 7.如图所示的密闭形容器内有一活塞位于距一端的全长
处，在标况下若将H2、O2混合气体点燃引爆，活塞先左弹（设不漏气），恢复原温度后，活塞右滑停留于筒的中央，则原来H2、O2的体积比最接近于（ ） A．2:7 B．5:4 C．4:5 D．7:2 8．密度为0.91g·cm-3的氨水，其质量分数为0.25，该氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的质量分数为（ ） A．=0.125 B．<0.125 C．>0.125 D．无法确定 9．向100mL 3mol/L CuSO4溶液中，通入标准状况下H2S气体3.36L，再向混合溶液中滴加了3mol/L NaOH溶液，当彼此都恰好完全反应时，滴入的NaOH溶液体积为（ ） A．50ml B．100ml C．200ml D．500ml 10．在100ml 0.5mol/L的稀硫酸中，加入25ml 1mol/L BaCl2溶液。为了恰好中和混合液的酸，加入25ml KOH溶液，则KOH溶液的物质的量浓度为（ ） A．2mol/L B．4mol/L C．8mol/L D．10mol/L [提高性训练题] 11．质量为17.8g的KOH和KHCO3混合物在250℃加热，冷却后发现质量损失4.0g，求原混合物中KOH和KHCO3的质量分数各为多少？ 12．在100ml NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4固体混合物，加热充分反应。下图表示加入混合物质量和生成的气体体积（标准状况）的关系。 请计算： （1）NaOH溶液的物质的量浓度？ （2）当NaOH溶液的体积为140ml，固体混合物的质量是51.6g，充分反应后，生成气体的体积（标况）为多少升？ （3）当NaOH溶液体积为180ml，固体混合物的质量仍为51.6g时，充分反应后，生成气体的体积是多少升（标况）？ 13．将一定体积的CO2通入VL NaOH溶液中，恰好完全反应。在反应后的溶液里加入足量的石灰水，得A克沉淀。 （1）能否用以上数据确定CO2的体积（标况）？如果能确定，请列式表示；如果不能，还需做什么实验，运用实验测得的数据列式表示。 （2）能否确定NaOH溶液的物质的量浓度？如果确定，请列式表示；如果不能，还需做什么简单实验，运用实验测得的数据列式表示。 14．把氮气和氯气的混合气体448ml（标准状况）通入500ml 0.100ml/LKI溶液中（溶液体积不变），取出
反应后的溶液，用0.016mol·L-1的Na2S2O3与之反应，则出生成的单质碘，反应离子方程式是：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，反应结束时，用去Na2S2O3溶液25.0ml求混和气体中氯气的质量分数。（保留三位有效数字） [研究性习题] 15．某工厂的废水中含有金属离子Ba2+，为了测定其浓度，做如下实验。 ①称取K2Cr2O70.1323g溶于适量的稀硫酸中，再向其中加入过量的KI，反应后用Na2S2O3溶液与之反应，当用去27.00ml时恰好完全反应。 有关的离子方程式为： Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62- ②另取含Ba2+废水50.00ml，控制适当的酸度，加入足量的K2CrO4溶液，得到BaCrO4沉淀。沉淀经过滤、洗涤后，用适量的稀盐酸溶解，CrO42-转化为Cr2O72-。 有关的离子反应 Ba2++CrO42-=BaCrO4↓ 2BaCrO4+2H+=2Ba2++Cr2O72-+H2O 向生成Cr2O72-的溶液里再加过量的KI，反应后再用上述Na2S2O3溶液与之反应，反应完全后，消耗Na2S2O3溶液24.00ml。 求： （1）废水中Ba2+的物质的量浓度？ （2）上述两步实验的指示剂都是淀粉，出现什么现象时，说明已经反应完全？ [能力训练题点拨与解答] 基础性训练题部分 一．选择题 1．分析：反应后余下气体质量是7g，可能是NO，也可能是O2。依方程式计算。设生成23gNO2，需O2质量为x，需NO质量为y，则有 2NO + O2 = 2NO2 2×30 32 2×46 y x 23g 解得 x=8g y=15g （1）当O2过量 m(NO):m(O2)=15:(8+7)=1:1 （2）当NO过量 m(NO):m(O2)=(15+7):8=11:4 答案：AD 2．分析：如果Ca(OH)2过量，以5g CaCO3为依据，计算需要CO2的量。 CO2——CaCO3 44 100 2.2g ← 5g 如果CO2把11.1克Ca(OH)2全部转化成CaCO3以后，还继续过量地通入，那么生成的CaCO3就会被CO2所溶解，转变成可溶于水的Ca(HCO3)2。 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 计算关系：CO2（适量）—Ca(OH)2—CaCO3—CO2（过量） 44 74 100 44 6.6g ←—— 11.1g → 15g (15-5)g→4.4g m(总CO2)=6.6g+4.4g=11g 答案：AD 3．分析：3种含硫化合物都是0.01mol，其中
余下0.005molSO2，有漂白性。SO3+H2O=H2SO4，水溶液有酸性。 答案：B 4．分析：既然气体间反应后，依然有气体余下，就要从两方面思考，a 余SO2，那么H2S为欠量，进行计算。b 余H2S，SO2为欠量，进行计算。 2H2S+SO2=3S(S)+2H2O(L) 2 1 a bL→0.5bL 1.5b=3 b=2
b 2aL←aL 3a=3 a=1
答案：D 5．分析：如果是等物质的量的CaCO3和KHCO3与酸反应，产生同样多的CO2时，CaCO3耗酸量是KHCO3耗酸量的2倍。n(HCl)=0.05mol， CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 100g 2mol 1mol 2.5g←0.05mol ————→ 0.025mol KHCO3 + HCl = KCl + H2O + CO2↑ 100g 1mol 1mol 2.5g←0.025mol ←———— 0.025mol 一种情况下，CaCO3正好把0.05molHCl反应完，对n克KHCO3来说，还余下0.025molHCl m=n=2.5 另一种情况时，两种盐都是欠量。因为CaCO3和KHCO3化学式量相等，只要m=n<2.5酸都有余。产生的CO2就一样多。 答案：A 6．分析：首先肯定（Cl2+H2
2HCl）燃烧前后体积不变。其次要考虑Cl2与NaOH反应，而H2不与NaOH反应，所以H2和Cl2可以恰好反应，也可能H2是欠量，Cl2是过量物质。 答案：AC 7．分析：氢气氧气点燃生成水，标况下水为液体，H2、O2不溶于水，水占的体积略去不计。活塞不漏气，原来活塞在筒形容器的
处，反应后恢复原温度，到
处，说明气体反应掉
，余下
。2H2+O2
2H2O（液）消耗掉的两个单位体积看成是4体积H2，2体积O2。余下的一个单位体积，如果是O2，则V(H2):V(O2)=4:(2+3)=4:5；如果是H2，则V(H2):V(O2)=(4+3):2=7:2。 答案：CD 8．分析：某种反应物过量的计算，也可以借用到溶液稀释上，浓氨水质量分数是0.25，稀氨水质量分数围绕0.125大于、小于或等于的选项上，那么0.125是怎么来的呢？当用水冲稀溶液时，稀溶液质量为浓溶液质量的2倍时，其质量分数就变成浓溶液的
，也就是说浓氨水与水等质量混合后，稀氨水浓度减半。如果氨水用了0.91g，水也是0.91g。氨水是1cm3，水不是1cm3，这时水还有余量。如果把余下的水再加到质量分数是0.125的稀氨水中，才能满足题干要求——是等体积混合，而稀氨水的质量分数就要小于0.125了。 答案：B 9．分析：发生化学反应的顺序是 CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 ① 0.15 0.15 0.15 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O ② 0.15 0.3 CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 ③ 0.3-0.15 0.3 =0.15 从数据上看出0.3mol CuSO4无论通不通3.36L的H2S，要需要0.6mol NaOH与它进行完全反应。看上去似乎是多步反应计算，但是看清实质，只需用CuSO4——2NaOH的计算关系式就可以了。 解：计算关系 CuSO4——2NaOH 1 2 0.3mol → 0.6mol
答案：C 10．分析：H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，H+物质的量没变。计算关系式是： H2SO4——2KOH 解：设加入的KOH的浓度为C mol/L 计算关系式：H2SO4——2KOH 1 2 100×0.5 25C
答案：B [提高性训练题部分] 11．分析：发生反应KOH+KHCO3
K2CO3+H2O↑首先要判断，两物质是彼此相互完全反应，还是有一种反应物过量，才能进行求解。 解：设想两种物质恰好完全反应，则有 KOH+KHCO3
K2CO3+H2O↑ 156 18 17.8g x（损失水的质量）
x=2.05g 由于2.05g<4.0g所以KHCO3过量，KHCO3首先发生与KOH的反应，剩余的又分解，发生2KHCO3
K2CO3+H2O↑+CO2↑ 设KOH物质的量为x 根据关系式 KOH + KHCO3
H2O↑ xmol xmol 18xg KHCO3

(CO2↑+H2O↑)


损失质量是4.0g ∴18x+0.31(17.8-156x)=4.0 解是x=0.05 m(KOH)=56g·mol-1×0.05mol=2.8g w(KOH)=
w(KHCO3)=84.3% 答：混合物中KOH质量分数是15.7%，KHCO3质量分数是85.3%。 12．解：从图上看出：34.4g混合物与100ml NaOH溶液恰好反应。n(NaOH)=n(NH3)=
（1）C(NaOH)=
（2）n(NaOH)=5mol/L×0.14L=0.7mol m(混合铵盐)=51.6g 两种反应物的量已知，要判断哪种反应物过量，以欠量计算放出NH3的体积。 利用图上的已知条件
∵48.16g<51.6g 固体过量，以NaOH为基准计算NH3的体积。 n(NH3)=n(NaOH)=0.7mol V(NH3)=22.4l·mol-1×0.7mol=15.68L （3）n(NaOH)=5mol/L×0.18L=0.9mol m(混)=51.6g 还要判断哪一种反应物过量，利用图上的已知条件
n’(混)=61.92g ∵61.92g>51.6g 固体铵盐为欠量，以它为准，计算NH3的体积。 V(NH3)=
答：（1）NaOH溶液浓度是5mol/L （2）消耗氢氧化钠溶液140ml时，产生氨气15.68L。 （3）当消耗混合物51.6g时，产生氨气16.8L。 13．解（1）能 因为CO2——Na2CO3
CaCO3↓或者CO2——NaHCO3
CaCO3↓ n(CO2)=n(CaCO3)=
V(CO2)=
（2）不能 要再做一个简单的是：另取VL NaOH溶液，仍通入
CO2（标况），反应完全后，加入足量的CaCl2溶液，得到沉淀B克。 比较： 若B=A说明通入CO2后，只生成Na2CO3 2NaOH——Na2CO3
CaCO3↓ n(NaOH)=2n(CaCO3)=
C(NaOH)=
②若B=0 说明通入CO2后，NaOH全部生成NaHCO3 n(NaOH)=n(CaCO3)
C(NaOH)=
③若B

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